Angew | 氟磺酰胺基自由基试剂FSAP的开发及应用

来源：化学加公众号 2024-07-03

导读：廖赛虎教授课题组（www.liao-lab.com）近期在国际著名学术期刊 Angew. Chem. Int. Ed. 上，以“Radical Fluorosulfonamidation: A Facile Access to Sulfamoyl Fluorides”为题，报道了课题组在氟磺酰胺基自由基试剂的发展，以及试剂在反应开发和合成应用上取得的重要进展。

自2014年Sharpless团队提出了新一代基于六价硫氟交换反应（SuFEx）的点击化学之后，磺酰氟和相关衍生物的合成和应用（如在化学生物学、药物开发等领域）受到了学术界和产业界的广泛关注（下图A）。近十年来，大量研究表明当生物活性分子中引入氟磺酰基团（FSO₂-）之后，往往会表现出更强和/或新的生物活性。但是，相较于磺酰氟（RSO₂F）和氟磺酸酯类（ROSO₂F）分子，目前氟磺酰胺类化合物生物活性方面的研究还相对较少，这在很大程度上受限于氟磺酰胺类化合物合成方法发展的相对滞后。廖赛虎教授课题组长期致力于氟磺酰基自由基试剂开发及自由基氟磺酰化反应研究（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 3956; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 22035; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 27271; Nat. Commun. 2022, 13, 3370; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202207684 etc.）。在此基础上，该课题组设想可以通过氟磺酰胺基自由基试剂的开发来发展自由基氟磺酰胺化反应，发展氟磺酰胺类化合物的新合成方法（下图B），并进一步为相应的化学生物学和药物活性等方面研究提供分子基础。化学加——科学家创业合伙人，欢迎下载化学加APP关注。

图1 具有生物活性的磺酰氟和相关衍生物分子及自由基氟磺酰胺化反应开发

该工作通过新型氟磺酰胺基自由基试剂——N-氟磺酰胺基吡啶盐（FSAP）的开发，在温和的光催化条件下，实现了一系列杂芳烃（如：苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、呋喃、噻吩、吡咯、喹喔啉酮、三嗪酮等）和芳烃（如：苯、取代苯、萘等）的自由基氟磺酰胺化反应（图2，A和B）。此外，该方法还可以用于生物活性分子的直接C-H氟磺酰胺化，反应均具有优异的区域选择性和良好的产率（图2，C）。

图2杂芳烃和芳烃的自由基氟磺酰胺化

该自由基试剂（FSAP）也可用于一系列烯烃和炔烃的自由基氟磺酰胺化，如图3所示，氟磺酰胺基自由基可以很好地参与烯烃的双官能化、自由基远端迁移、自由基环化、自由基-极性交叉等反应，均表现出较好的反应性和选择性（图3，A）。在应用转化方面，氟磺酰胺类产物可以进一步与一系列O、N类亲核试剂，发生硫氟交换反应（图3，B）。此外，通过自由基氟磺酰胺化和脱磺酰氟结合，可以实现（杂）芳烃形式上的直接C-H甲胺化反应（图3，C）。

图3烯烃的自由基氟磺酰胺化反应及产物的衍生转化

上述研究成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.上，本文共同第一作者为福州大学博士后汪鹏（2020-2022，现为淮北师范大学校聘教授）和福州大学硕士研究生林鹭，文章的通讯作者为厦门大学廖赛虎教授。

论文链接为：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202405944

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